瀝青粘度與瀝青路面抗車轍性能的關(guān)系
由于瀝青的使用溫度在很大范圍內(nèi)變化,當瀝青加熱熔融至200℃時,瀝青粘度小至10 Pars數(shù)量級, 同水差不多; 而冬天處于嚴寒狀態(tài)下的瀝青近于固體, 粘度可高達10"Pa*s, 因而 瀝青的粘度變化范圍是非常大的,不可能用一種方法測定瀝青不同溫度的粘度。根據(jù)不同溫 度、不同目的將采用不同的方法測定瀝青的粘度,這就是瀝青測流學即測定瀝青流變性質(zhì)的方 法。以前粘度常用泊(P)作為單位,現(xiàn)在采用的國際單位制單位是帕斯卡秒(Pa*s),1Pa*s相當 于10泊, 1毫帕斯卡秒(mPa*s) 相當于1厘泊(cP) 。
我國《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTJ 052-2000) 根據(jù)測定瀝青從較低溫度到 較高溫度范圍內(nèi)粘度的需要,對不同類型的粘度計已分別作了規(guī)定。例如,為測定瀝青60℃ 粘度分級用的動力粘度,世界上基本上都統(tǒng)一采用真空減壓毛細管粘度計(規(guī)程T0620),由于 聚合物改性瀝青的粘度太犬,1999年修訂又增加了較粗的毛細管型號;對確定施工溫度而測 定135℃或更高溫度的運動粘度通常采用T0619的逆流式毛細管方法、T0623的賽波特粘度 計法;對其他如乳化瀝青和煤瀝青采用T0622的恩格拉粘度計法、T0621的標準粘度計法,這 次修訂時又增補了布洛克菲爾德(Brookfield) 粘度計方法(T 0626) 等等。
自從美國SHRP戰(zhàn)略公路研究計劃推出采用布洛克菲爾德(Brook feld) 粘度計方法(ASTM D 4402) 測定瀝青不同溫度的粘度后, 各國道路界對此十分重視。在SHRP瀝青結(jié)合料性能規(guī) 范中提出了135℃粘度不得超過3Pa*s的技術(shù)要求,以控制改性瀝青的施工性能。我國公路 改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范>(JU037-98)也將此指標收人了改性瀝青的技術(shù)要求,試驗規(guī)程 參照美國AASHTO建議標準TP 48也制訂了標準試驗方法[5] 。
從研究瀝青性質(zhì)的角度出發(fā),通常采用各種粘度計或流變儀測定不同溫度、不同剪變率的 粘度變化及流變曲線、粘溫曲線。而從工程及實用角度出發(fā)則常常固定一定的溫度或剪變率 測定一定的條件性質(zhì),屬于條件性質(zhì)的有毛細管粘度計、恩格拉、賽波特等流出型粘度計等等。
從評價瀝青路面的高溫穩(wěn)定性出發(fā),瀝青的60℃粘度特別受到重視。因為60℃恰好處于夏季路面的高溫條件下,為了使瀝青混合料具有良好的抗流動變形能力,希望瀝青結(jié)合料在此 溫度條件下具有高的粘度,這是很容易理解的,所以60℃粘度指標常作為反映瀝青在盛夏季 節(jié)瀝青耐熱性的指標。在我國,夏季瀝青路面的溫度可達50~70℃,測定60℃粘度可真實地 反映路面的實際使用情況,粘度大的瀝青在荷載作用下產(chǎn)生較小的剪切變形,彈性恢復性能 好,殘留的永久性塑性變形小,這就說明了抵抗車轍的本質(zhì)。美國、澳大利亞等國采用60℃粘 度作為瀝青分級指標正是這個道理。
我國現(xiàn)在通用針人度分級,表2-2-9示出了“七五”攻關(guān)進行的各種瀝青的針人度和粘度分 級結(jié)果。表中可見針人度等級相同的瀝青,60℃粘度會有很大的不同,同為90號瀝青的粘度 級變化在AC-10~AC-40或AR-40-AR-160范圍內(nèi),而且加熱老化前后也不一樣。這就說明采 用薄膜加熱試驗后的瀝青60℃粘度分級特別有意義。